Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Техника и технология г.х..doc
Скачиваний:
30
Добавлен:
18.11.2019
Размер:
7.75 Mб
Скачать

Раздел III городские системы энергообеспечения

Глава 1

ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ

1.1. Основные понятия и определения

В современном представлении энергия - это особая форма ма­терии, которая проявляет себя в различных процессах, переходя из одного состояния в другое, из одной форму в другую. Существует много видов энергии, в частности, потенциальная энергия гравита­ции, кинетическая энергия движущихся частиц, химическая энергия топлива, электрическая энергия и др. Существует большое разнооб­разие энергоресурсов - носителей энергии, которые могут быть ис­пользованы в качестве источника энергии. Различают возобновляе­мые энергетические ресурсы, например, гидроэнергия, и не возоб­новляемые, например, запасы органического топлива. Значительная часть энергии поступает на поверхность Земли от Солнца. Интен­сивность солнечного излучения составляет 1,4 кВт/м2, из которого утилизируется 60-70%, а остальное рассеивается прямым отражени­ем. Другая часть энергии поступает в результате сжигания органи­ческого топлива, которое обязано своим происхождением Солнцу и фотосинтезу растений доисторических времен. К основному количе­ству энергии, производимому на основе органического топлива, в настоящее время добавляются источники ядерного деления и геофи­зической энергии солнца, ветра, воды и земли.

Для научно-технической революции второй половины XX в. характерен быстрый рост потребления различных видов энергии. Благодаря достижениям науки и техники в большинстве стран мира

созданы специальные системы энергоснабжения, включающие в себя системы добычи, производства, распределения и потребления топлива, электро- и теплоэнергии.

В настоящее время система энергоснабжения Российской Федерации представляет собой межотраслевой топливно-энергети­ческий комплекс, который охватывает всю совокупность процессов преобразования, распределения и использования всех видов энер­горесурсов от их добычи до приемников энергии включительно. Особенностью этого комплекса является: I) непрерывность, а часто неразрывность во времени основных процессов производства и по­требления; 2) широкая взаимозаменяемость производимой продук­ции; 3) ограниченные возможности аккумулирования, накопления продукции.

Топливно-энергетический комплекс оказывает определяющее влияние на формирование основных пропорций и эффективность функционирования экономики страны. Так, на его развитие ежегод­но затрачивается около 30% всех капиталовложений, в нем занято более 15% всех трудящихся, которые работают на двух тысячах шахт, карьеров, нефтяных и газовых промыслах, нефтеперерабаты­вающих и углеобогатительных предприятиях, нескольких тысячах электростанций разной мощности и в сотнях тысяч котельных.

Энергетика в ее широком смысле может считаться адекват­ной топливно-энергетическому комплексу, или энергетическому хозяйству. По характеру трансформации энергетических ресурсов энергетическое хозяйство можно разделить на следующие стадии:

  1. добыча (производство) первичных энергетических ресурсов;

  2. облагораживание (сортировка, обогащение, брикетирование и т. д.) и переработка (газификация, переработка нефти и др.) природ-­ ных энергоресурсов; 3) преобразование одних видов энергии в дру­ гие — производство пара, горячей воды и электроэнергии, происхо­ дящие с изменением физико-химических основ и агрегатного со­ стояния ресурса; 4) конечное использование энергоресурсов для производства неэнергетической продукции, работы транспорта, оказания производственных и культурно-бытовых услуг населе­ нию. Различают следующие процессы конечного использования энергоресурсов: 1) силовые процессы непосредственного воздейст­- вия, в том числе двигательные для привода различных механизмов и машин; 2) тепловые высокотемпературные процессы плавки, об-

жига и т. п.; 3) тепловые средне- и низкотемпературные процессы: а) технологические - варки, сушки и др.; б) бытовые - отопления, вентиляции, горячего водоснабжения; 4) освещения; 5) электрохи­мические и электрофизические процессы, в том числе сварка, резка, электролиз и др.; 6) средства связи и управления; 7) ионизирующе­го излучения. Все эти процессы можно признать энергетическими.

Устройство, которое служит для осуществления того или иного процесса преобразования энергии, называют энергетической уста­новкой. Статической характеристикой непрерывно развивающегося энергетического хозяйства, его основных элементов, процессов и установок служит энергетический баланс. Термин «энергетический баланс» в узком смысле определяет полное количественное равенст­во между суммарной подведенной энергией, с одной стороны, и суммой полезной энергии и ее потерями - с другой. Здесь полезная или конечная энергия - это количество энергии, теоретически необ­ходимой для осуществления тех или иных энергетических процес­сов. Потери энергии - это непроизводительные затраты энергии, вы­званные несовершенством применяемой техники и технологии. В широком смысле термин «энергетический баланс» определяется как полное количественное соответствие (равенство) перетоков всех ви­дов энергии и энергетических ресурсов между стадиями их добычи, переработки, преобразования, транспорта, распределения, хранения и конечного использования в целом по народному хозяйству в тер­риториальном или производственно-отраслевом разрезе.

Энергетический баланс отражает закон сохранения вещества и энергии. Отношение всего количества полезной энергии, использо­ ванной в экономике страны или на отдельном ее участке, к суммар­ ному количеству израсходованной энергии в пересчете на первич­ ную энергию называют коэффициентом полезного использования энергии. Отношение всего количества энергии, полезно использо­ ванной в установке, к количеству подведенной энергии называют коэффициентом полезного действия энергетической установки. Эти коэффициенты характеризуют общую эффективность энергетиче­ ских процессов. Итак, современное энергетическое хозяйство - это сложный, непрерывно развивающийся межотраслевой комплекс, охватываю­ щий совокупность энергетических процессов от добычи до конеч­ ного использования всех видов энергетических ресурсов.